污水廠污泥好氧堆肥設(shè)計及運(yùn)行

污水廠污泥好氧堆肥設(shè)計及運(yùn)行梁恒;杜鵬;劉寧;沈曉芳;張瑞青;王克浩【摘要】介紹山東省某市污水處理廠剩余污泥狀況，結(jié)合泥質(zhì)特點(diǎn)選用了好氧堆肥的處置措施，詳細(xì)闡述了污泥好氧堆肥各單元的工藝及設(shè)備設(shè)計情況.系統(tǒng)運(yùn)行狀況良好污泥經(jīng)處理后達(dá)到農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)，年平均凈利潤達(dá)到359.01萬元具有良好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益.％SludgeconditionofsewagetreatmentplantsinacityofShandongProvincewasintroduced.Aerobiccompostingdisposalmeasurewasselectedaccordingtothecharacteristicsofsludge.Processesandequipmentdesignofsludgeaerobiccompostingineachunitwerealsodescribedindetail.Resultsshowedthatthesystemwasrunningwell,andtreatedsludgemeetsludgetreatmentagriculturalstandards.Inaddition,annualaveragenetprofitwas3.59millionRMBwithgoodeconomicandenvironmentalbenefits.【期刊名稱】《凈水技術(shù)》【年(卷)，期】2017(000)002【總頁數(shù)】4頁(P95-98)【關(guān)鍵詞】污水廠;剩余污泥;好氧堆肥;設(shè)計;運(yùn)行【作者】梁恒;杜鵬;劉寧;沈曉芳漲瑞青;王克浩【作者單位】山東省環(huán)科院環(huán)境工程有限公司,山東濟(jì)南250013;山東省環(huán)科院環(huán)境工程有限公司,山東濟(jì)南250013;山東省環(huán)科院環(huán)境工程有限公司,山東濟(jì)南250013;山東省環(huán)科院環(huán)境工程有限公司,山東濟(jì)南250013；山東省環(huán)科院環(huán)境工程有限公司,山東濟(jì)南250013;山東省環(huán)科院環(huán)境工程有限公司,山東濟(jì)南250013【正文語種】中文【中圖分類】TU992.3為保護(hù)水環(huán)境，防止水污染，我國陸續(xù)建設(shè)了大量的城市污水處理設(shè)施，促進(jìn)了國民經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。城市水污染問題已逐步得到緩解，然而城市污泥處理和處置卻沒有得到較好的解決［1-2］。污水處理過程中產(chǎn)生的剩余污泥具有含水率高、易腐爛、有惡臭、含有大量寄生蟲卵與病原微生物的特點(diǎn)，如果得不到妥善處理，易引起二次污染，污泥的處理處置亦成為城市污染治理必須要解決的問題［3］ 。目前國內(nèi)污泥的處理方法主要有填埋、厭氧消化、好氧發(fā)酵(堆肥)、焚燒處理法等［4］ 。污泥好氧堆肥具有環(huán)境影響小、投資少、處理成本低，并能實(shí)現(xiàn)變廢為寶、資源有效利用的特點(diǎn)，但是也存在著重金屬安全性的問題［5-6］，在污泥重金屬含量符合標(biāo)準(zhǔn)的情況下，污泥堆肥是一種經(jīng)濟(jì)合理的選擇。該項(xiàng)目所處理污泥來自本市3座污水處理廠，合計設(shè)計規(guī)模為15萬t，其中1座為規(guī)劃在建項(xiàng)目(5萬t)，預(yù)測3座水廠年產(chǎn)干污泥為5916.14t(16t/d)，折合含水率為80%的脫水污泥量約為80t/d，確定設(shè)計處理能力為100t/d，工程總投資為3608.15萬元。污泥泥質(zhì)如表1所示。污泥富含氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)、重金屬含量較低，污泥泥質(zhì)符合《城市污水處理廠污水污泥排放標(biāo)準(zhǔn)》(CJ3025—93)和《農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB4284—84)的要求，確定污泥采用好氧堆肥的處理方案。本市周邊為重要的農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū)，秸稈資源豐富。秸稈含有多種有利植物生長的微量元素，具有較強(qiáng)的水化活性，可促進(jìn)發(fā)酵及改良土壤特性，因此選擇秸稈作為輔料。工藝流程如圖1所示。污泥(含水率為80%)儲存于污泥料倉，輔料粉碎后儲存于輔料料倉；污泥與秸稈和返混物料的混合比例為56:11:33，經(jīng)混料機(jī)充分混合攪拌至含水率55%~65%，然后由卸料皮帶輸送機(jī)輸送至自卸貨車轉(zhuǎn)送至發(fā)酵槽進(jìn)料端。污泥混料車間1座，平面尺寸為45.0mx15.0m，車間高度為8m。污泥料倉1座，尺寸為2.5mx2mx3m(有效池深為2m，超高為1m);主要設(shè)備有卸料螺旋1套，液壓閘板閥2套，功率為9.5kW。輔料料倉1座，尺寸為2.5mx2mx3m(有效池深為2m，超高為1m),存儲時間為20d；主要設(shè)備有破拱裝置1套，卸料螺旋1套，液壓閘板閥2套，功率為9.5kW。秸稈粉碎機(jī)1臺，處理能力為5t/h，粉碎粒徑為2cm，功率為1.5kW。⑷返混料倉1座，尺寸為2.5mx2mx3m(有效池深為2m，超高為1m);主要設(shè)備有破拱裝置1套，卸料螺旋1套，液壓閘板閥2套，功率為9.5kW。原料輸送皮帶1套，B=600mm，效輸送量為50m3/h，功率為15.5kW?；炝蠙C(jī)1臺，混料能力為50m3/h，功率為27.5kW。⑺卸料皮帶機(jī)1套，B=600mm，有效輸送量為50m3/h，功率為5.0kW。本項(xiàng)目采用移位式發(fā)酵工藝。發(fā)酵過程中翻堆機(jī)定期將物料翻堆、打散、前移，保證物料均勻性，而且可以有效蒸發(fā)水分，并使其從發(fā)酵槽進(jìn)料端向出料端移動，最終實(shí)現(xiàn)從槽端出料的工藝效果。翻拋機(jī)的工作時間為4~8h，實(shí)現(xiàn)每個發(fā)酵槽中的物料每天翻拋1次的工藝要求。翻拋機(jī)在布料之前完成物料的翻拋，為混合后的混合物料進(jìn)料做好準(zhǔn)備。發(fā)酵最高溫度可達(dá)70OC,污泥中的病原體、雜草種子等被殺死，經(jīng)21d的充分好氧發(fā)酵，污泥含水率降到40%以下，達(dá)到污泥減量化、無害化目的。根據(jù)污泥堆肥過程中溫度及需氧量的不同，每條發(fā)酵槽分為四個區(qū)域，每個區(qū)域有1臺離心風(fēng)機(jī)進(jìn)行供氧，根據(jù)實(shí)時監(jiān)測和反饋數(shù)據(jù)智能控制最佳的曝氣量和曝氣時間。發(fā)酵槽分為20條，夕卜形尺寸為46mx3mx2.7m,發(fā)酵槽有效長度為42m(分為4區(qū)，A區(qū)為6m,B區(qū)為10m,C區(qū)為10m,D區(qū)為16m)。槽壁間距為3m,槽高為2.7m(地上為2.2m，地下為0.5m),槽壁厚為0.3m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。設(shè)計堆高為2m，有效容積為252m3，發(fā)酵周期為21d，發(fā)酵溫度為55~70。^每條發(fā)酵槽中的堆體總重量為164t，混合料的密度為0.65t/m3。翻拋車2臺，翻拋能力為900m3/h，翻拋深度為2m，翻拋寬度為3m，功率為140kW。移行車2臺，功率為7.5kW。專用氧氣-溫度測定裝置8套，測量范圍為0~25%、50~100°C。鼓風(fēng)機(jī)房尺寸為46mx4m,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。離心風(fēng)機(jī)80臺，風(fēng)量為85m3/min，風(fēng)壓為4500Pa，單臺功率為4kW。⑶出料系統(tǒng)卸料皮帶機(jī)2套，B=800mm，輸送量為100m3/h，單臺功率為10kW。后處理系統(tǒng)主要包括破碎、篩分、干燥、冷卻、篩分、造粒、裝袋和除塵工藝。車間1座，平面尺寸為40.0mx10.0m，車間高度為6.6m。破碎機(jī)1套，處理量為25m3/h，破碎粒徑lt;25mm，功率為7.5kW。滾筒篩分機(jī)1套，處理量為15m3/h，篩分要求為0~6mm，功率為5.5kW。⑶篩下物貯存料斗1座，有效容積為5m3，鋼制結(jié)構(gòu)。⑷篩上物貯存料斗1座，有效容積為5m3，鋼制結(jié)構(gòu)。⑸排塵離心通風(fēng)機(jī)1臺，轉(zhuǎn)速為1800r/min，流量為1705~3957m3/h，全壓為716~999Pa，功率為1.5kW。(6)屋頂通風(fēng)機(jī)8臺，風(fēng)量為1700m3/h，功率為1.5kW。⑺裝載機(jī)1臺，處理量為3t。除臭系統(tǒng)采用組合除臭模塊，通過生物組合除臭作用，有效去除好氧發(fā)酵過程中產(chǎn)生的NH3、H2S、VOC等臭氣物質(zhì)。噴淋系統(tǒng)對臭氣進(jìn)行增濕、除塵、水溶性及酸性廢氣吸收的預(yù)處理，未清除的惡臭氣體進(jìn)入生物濾床過濾區(qū)，被微生物吸收作為能量利用，實(shí)現(xiàn)除臭效果。（1） 噴淋系統(tǒng)1座，夕卜形尺寸為6mx8mx3.2m,處理氣量為120000m3/h，高度為2m，玻璃鋼材質(zhì)。（2） 生物除臭濾床1座，夕卜形尺寸為12mx8mx4.5m,鋼砼材質(zhì)；處理氣量為20000m3/h，停留時間為21s，濾速風(fēng)速為0.058m/s；填料層采用高效合成的有機(jī)和無機(jī)混合生物填料，高度為2m，數(shù)量為200m3，濾料容重為850kg/m3,濾料比表面積為13.6~25.5m2/g。⑶離心風(fēng)機(jī)3臺，風(fēng)量為40000m3/h，風(fēng)壓為3.5kPa，功率為26.0kW。（4）洗滌/循環(huán)水泵（螺桿泵），9臺（6用3備），噴淋噴霧液氣比為1.25L/m3，流量為25m3/h，揚(yáng)程為30m，功率為5.0kW。在堆肥前期供氣量較大，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，腐熟的深化，供氧量逐漸減小，供氣量均值約為0.3m3/（min?t干料）。堆肥前期升溫較快，在B區(qū)溫度最高，局部溫度達(dá)到66^,55^以上溫度能夠維持7~8d，滿足滅菌要求；隨后堆體溫度逐漸降低，有機(jī)物達(dá)到腐熟要求。pH值呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，基本維持在7.7~8.5。含水率逐漸降低，從60%降至36%。污泥經(jīng)處理后細(xì)菌、蟲卵得到有效殺滅，重金屬含量有不同程度的降低，有機(jī)物經(jīng)過微生物降解達(dá)到腐熟要求，滿足中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)-有機(jī)肥料（NY525-2012）質(zhì)量要求，各項(xiàng)指標(biāo)檢測結(jié)果如表3所示。各原料成本如表4所示。該項(xiàng)目建設(shè)期1年（2013年），運(yùn)營期20年（2014年~2033年）。年經(jīng)營成本為1018.20萬元，噸有機(jī)復(fù)合肥經(jīng)營成本為518.65元。年均總成本為1190.52萬元,噸有機(jī)復(fù)合肥總成本為606.61元。有機(jī)復(fù)合肥銷售價為850.00元/t,項(xiàng)目在運(yùn)營期內(nèi)年平均凈利潤可達(dá)359.01萬元/a。該項(xiàng)目采用城市污泥無害化、資源化農(nóng)用技術(shù)，利用污泥作為原料，加入秸稈等添加物堆肥生產(chǎn)廢料，不僅解決了城市污泥的處理問題，還可對污泥等污染物進(jìn)行綜合利用。真正實(shí)現(xiàn)城市污泥的穩(wěn)定化、無害化、資源化，避免二次污染，推動環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并為農(nóng)業(yè)提供具有改良土壤特性、提高農(nóng)作物產(chǎn)量的有機(jī)復(fù)合肥料，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，具有顯著的生態(tài)、環(huán)境、社會、經(jīng)濟(jì)效益?！鞠嚓P(guān)文獻(xiàn)】張培玉，劉晗.城市污水處理廠污泥的綜合利用與資源化[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2009,32(12):109-112.魏源送，李承強(qiáng)，樊耀波，等.采用不同調(diào)理劑的污泥堆肥穩(wěn)定度研究[J].中國給水排水，2002,18(2):5-9.馬達(dá)，高定，劉洪濤，等.城市污泥堆肥用作花卉栽培基質(zhì)的效果評價[J].中國給水排水，2009,25(15):115-116.蔡紅，陳同斌，高定，等.城市污泥堆肥對蔬菜幼苗的鹽害及其淋洗脫鹽效果[J].中國給水排水，2009,25(15):112-114.ButlerTA,SikoraLJ,SteinhilberPM,etal.Compostageandsamplestorageeffectsonmatu